Кристаллизатор для непрерывного литья цветных металлов и сплавов

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 09 150 В 22 П 11 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ,ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСА ЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТВ(46) 23.06.84. Бкл. У 23 (72) О.А. Шатагин, В.П. Борзунов,А.И. Богданов, В.И, Шевченко, В.Н. Терехов, В.М. Сопряжинский, В.К, Рыжко и П.С. Калмыков (7 1) Украинский ордена Трудового .Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.746.27(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 512855, кл. В 22 Э 11/04, 1975.2. Авторское свидетельство СССР У 725789, кл. В 22 0 11/04, 1978. К АВТОРСКОМУ СВИД(54)(57) 1, КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ, содержащий охлаждаемыйкожух и графитовую формообразующуювтулку, отличающийсятем, что, с целью повышения выходагодного металла, на формообразующейповерхности втулки в верхней и нижней ее частях выполнено по одномупазу, при этом плоскости основанийпазов параллельны.1098 б 57 2. Кристсллизатор по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что пазы выполнены по всей длине формообразующей поверхности втулки.3. Кристаллизатор по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что пазы.т расположены на расстоянии от начала формообразующей поверхности до 2,0 диаметров формообразующей полости втулки. 4, Кристаллизатар по пп. 1-3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чторасстояние между плоскостями основаИзобретение относится к металлур- гии, конкретнее к непрерывному литью цветных металлов и сплавов на ;МНЛЗ горизонтального типа.Известно устройство для непрерьвной разливки металлов, включающее металлический кожух с конусной зубчатой поверхностью и установленный в нем графитовый кристаллизатор с конусной наружной цоверхностью11.Недостатком такого устройства является то, что в процессе периодического вытягивания заготовки из кристаллизатора с помощью широко применяемой валковой тянущей клети происходит сминание поверхности заготовки в месте касания последней с валками тянущей клети, что приводит к снижению выхода годного металла у потребителя заготовок, так как возникает необходимость планировать большие припуски на наружный размер (диаметр) заготовки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является кристаллизатор для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащий прижимное устройство и графитовую формообразующую втулку, помещенную в разъемный охлаждаемый кожух, имеющий на контактной поверхности с графитовой втулкой гребенку2 3.К недостатку известного устройства следует отнести то, что при применении описанного кристаллизатора в комплекте с устройством для ний пазов равно диаметру формообразующей поверхности втулки.5Кристаллизатор по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ширина основания каждого паза составляет 0,05-0,2 диаметра формообразующей поверхности втулки.6. Кристаллизатор по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый паз в поперечном сечении выполнен в виде ласточкина хвоста, при этом угол между основаниями пазов и.их боковыми стенками составляет 45-85 вытягивания заготовок валкового типа в месте касания заготовки с вал).ками из-за высоких удельных давлений происходит продавливание поверх ности отлитых заготовок, что ведетк снижению выхода годного металлау потребителя заготовок (требуются: более высокие припуски на наружныйдиаметр заготовок для получения заданных наружных размеров деталей).Уменьшение силы прижатия валковустройства к заготовке приводит кпробуксовыванию последней и нарушению процесса литья.15Цель изобретения - повышение выхода годного металла за счет устранения сминания поверхности заготовок в месте касания их с валками тянущего устройства и уменьшения припусков на обработку. Для достижения указанной цели,в кристаллизаторе для непрерывного литья цветных металлов и сплавов, содержащем охлаждаемый кожух и графитовую формообразующую втулку, на Формообразующей поверхности втулки в верхней и нижней ее частях выполнено по одному пазу, при этом плос кости оснований пазов параллельны. Пазы выполнены по всей длине формообразующей поверхности втулки.Пазы расположены на расстоянииот начала формообразующей поверхнос-.ти. до 2,0 диаметров формообразующейповерхности втулки.з 109Расстояние между плоскостями осно ваний пазов равно диаметру формо-, образующей. поверхности втулки.Ширина основания каждого паза составляет 0,05-0,2 диаметра формообразующей поверхности втулки.Каждый паз в поперечном сечении выполнен в виде ласточкина хвоста, при этом угол между основаниями пазов и их боковыми стенками составляет 45-85.Выполнение в нижней и верхней части формообразующей поверхности втулки пазов позволит повысить выход годного металла за счет устранения смятия поверхности заготовки вследствие снижения удельного давления валков на заготовку при увеличении площади их совместного касания, обусловленного переходом от точечйого характера касания к совместному соприкосновению валков и заготовки по линии. Выполнение пазов с параллельными плоскостями их оснований позволит повысить выход годного металла у .потребителя заготовок эа счет уменьшения величины припусков на обработку и минимального объема металла эакристаллизовавшегося в полостях пазов (при фиксированной ширине паза).Равенство расстояния между плоскостями оснований пазов диаметру формообразующей поверхности втулки позволит повысить выход годного металла у потребителя заготовок за счет минимального расхода металла для обеспечения необходимой площади контактавалка и заготовки при отсутствии смятия поверхности загото, вок.Выполнение каждого паза в поперечном сечении в виде ласточкина хвоста позволит повысить выход годного металла за счет уменьшения ширины площадки (паза) на заготовке (на втулке) при сохранении необходимой ее прочности. Повышение прочностных свойств площадки обусловлено измельчением зерна при более быстрой кристаллизации бронзы (или другого цветного сплава) в полости паза в виде ласточкина хвоста.Выбор граничных параметров обусловлен следующими соображениями.Если пазы начинаются на расстоянии более, чем 2,0 диаметра формо 8657 1образующей поверхности втулки от входа в последнюю, то в этом случаевозможно снижение выхода годногометалла за счет неполного заполнения металлом полости паза и последующего сминания поверхности заготовкиЕсли ширина основания каждого паза будет менее 0,05 диаметра формообразующей поверхности втулки, топроизойдет сминание поверхности заготовки более, чем на 0,3-0,5 мм иснижения выхода годного металла у потребителя заготовок.15Если величина этого параметра будет больше 0,2, то это также приведет к снижению выхода годного металлау потребителя заготовок, так как увеличение массы металла, закристаллизовавшегося в полости пазов, не будетсопровождаться существенным уменьшением смятия поверхности заготовки.Если угол между соседними поверхоностями паза будет менее 45 , то 5 возможно разрушение втулки при литьезаготовок, что нерационально.Если угол будет более 85 , товыход годного металла повысится незначительно, так как из-за недостаточно интенсивной кристаллизации не Опроизойдет измеЛьчения зерна в необходимом объеме в пределах каждогопаза.На фиг. 1 изображен кристаллизатор, продольный разрез, ка фиг. 2 -разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 -то же, (вариант исполнения).Кристаллизатор для непрерывноголитья цветных металлов и сплавовсодержит охлаждаемый кожух 1 и граО 4 О фитовую формообразующую, втулку 2,На формообразующей поверхности 3втулки 2 в нижней и верхней ее частях от входного сечения 4 формообразующей втулки 2 или на расстоянииА от него до 2,0 диаметров Э формообразующей поверхности 3 втулки 2выполнено по одному пазу 5, при этомплоскости Р -Р и Р -Р оснований1 1 Хпазов 5 параллельны. Расстояние Кмежду плоскостями оснований пазов,5 равно диаметру Р формообразующейповерхности 3 втулки 2. Ширина Соснования каждого паза 5 составляет0,05-0,2 диаметра В формообразукицейповерхности 3 втулки 2. Каждый паз 5в поперечном сечении может быть вы-.полнен в виде ласточкина хвоста(фиг. 3), при этом угол а между со1098657 25 гИ За аж 775 ПопиыРО ЭЯ д, ул Проекты седними поверхностями паза 5 составляет 45-85В качестве примера конкретного осуществления предлагаемого объекта может быть рассмотрен кристаллиза тор, содержащий медный охлаждаемый кожух 1 и графитовую втулку 2 с диаметром формообразующей поверхности 3, равным 100 мм. На формообразующей поверхности 3 втулки 2 в верхней и нижней ее частях от входного сечения 4 на расстоянии 75 мм выполнено по одному пазу 5 шириной 10 мм, при этом расстояние К-П, а каждый паз 5 в поперечном сечении выполнен15 в виде ласточкина хвоста с углом80. Плоскости оснований пазов Р 1 - Р и Р -Р параллельны.2В процессе непрерывного литья цветных сплавов, например бронзы, 20 металл поступает в кристаллизатор и начинает кристаллизоваться на формообразующей поверхности 3 и поверхности пазов 5. Так как головная часть формообразующей втулки вынесена в горячую зону тигля (показан пунктиром), то формирование оболочки начинается на некотором расстоянии от входного сечения 4, и поэтому пазы 5 также заполняются метал лом. После выхода из кристаллизатора на заготовке образуются два противолежащих прилива с параллельными основаниями. При прохождении через устройство для вытягивания заготовок за счет увеличения площади каса ния его валков,не происходит смятия поверхности заготовок, что позволяет уменьшить припуски на обработку. Выполнение пазов 5 в виде ласточкина хвоста позволяет за счет более интенсивной кристаллизации металла достичь измельчением зерна повышения прочности образующихся приливов на заготовке и уменьшить массу последнего,Повышение выхода годного металла достигается за счет устранения смятия заготовки в широко применяемой на горизонтальных МНЛЗ валковой тянущей клети, которое приводит к потерям металла у потребителя заготовок, так как возникает необходимость назначать более высокие припуски на размеры отливаемой заготовки с учетом смятия ее поверхности в процессе литья.Предлагаемый кристаллизатор позволяет отливать заготовку, смятие поверхности которой не превышает 0,3 мм.Предлагаемое изобретение по сравнению с известным обладает следующими преимуществами: выход годного металла повышается на ЗХ за счет снижения смятия поверхности заготовок с 1,5-2,0 мм и 0-0,3 мм, уменьшаются потери металла у потребителязаготовок,